软件构架驱动的分布式系统开发方法与支持工具研究

论文摘要

基于构件的软件开发CBSD(Component Based Software Development)是构造大型分布式系统的主要途径,而软件构架SA(Software Architecture)力图使构件组装在构架规划的系统蓝图指导之下进行,以保证系统的正确性,提高开发效率,降低系统演化和维护的难度。但实践表明,使用SA和CBSD进行分布式系统开发缺乏系统的方法指导和有效的工具支持,有必要对其进行深入研究。 本文首先分析了SA和CBSD现状及所存在的问题,然后对构架指导的基于构件组装的分布式系统开发做了如下三个方面研究工作: 1.提出了一种以构架为指导,面向构件组装的软件开发方法,把构架自顶向下的指导和自底向上基于构件的组装结合起来,将构架指导引入软件开发的各个阶段,缩小从系统高层设计到软件实现的00设计之间的距离。 2.设计了从构架描述语言ADEAG到UML的求精规则,将SA信息映射为00设计阶段的表示,使构件实现与组装保持上层构架的结构和约束特性。并实现了转换支持工具A2U,以保证转换的正确性和效率。 3.提出了“图形→本体→π演算→Dicide(FSP)”的可视化构件交互设计解决方法,通过定义基本交互元素和组合规则的本体为图形设计提供语义支持,本体后端有对应的π演算描述,通过本体组合,生成关于交互的π演算描述;并通过LTS,将交互协议的π演算描述转化为FSP描述进行有效方便的验证。 本文的研究以陕西省教育厅重大产业化项目(编号01zc26)为背景完成,该项目已于2004年12月通过验收,专家认为项目总体上达到国内先进水平,在将形式化方法与可视化结合用于分布式软件构架建模方面的研究成果具有创新性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文结构
• 第二章 软件构架与构件技术
• 2.1 复用的构件技术
• 2.2 构件与面向对象的中间件平台系统
• 2.3 软件构架
• 2.3.1 软件构架的起源
• 2.3.2 构架的关注点和重要性
• 2.3.3 软件构架的发展与现状
• 2.3.3.1 构架模型与构架描述语言
• 2.3.3.2 构架与模式
• 2.3.3.3 构架研究的不足
• 2.4 本章小结
• 第三章 上下结合的软件开发方法
• 3.1 自底向上和自顶向下的开发
• 3.2 上下结合的开发组装方法
• 3.2.1 方法的几个阶段
• 3.2.2 方法中的复用
• 3.3 本章小结
• 第四章 软件构架求精及其支持工具
• 4.1 分布式软件构架描述语言ADEAG
• 4.2 统一建模语言UML
• 4.3 构架到OOD的求精
• 4.3.1 求精的多种尝试
• 4.3.2 ADEAG到UML求精
• 4.3.2.1 原子构件映射到类
• 4.3.2.2 提供接口映射到UML接口
• 4.3.2.3 需求接口映射到UML抽象类
• 4.3.2.4 连接器到类或依赖的映射
• 4.3.2.5 复合构件的映射
• 4.3.2.6 绑定和虚绑定的映射
• 4.4 构架求精工具A2U的设计与实现
• 4.4.1 A2U的设计目标
• 4.4.2 A2U的设计思想和处理过程
• 4.4.2.1 设计思想
• 4.4.2.2 处理流程
• 4.4.3 A2U的结构设计
• 4.4.3.1 A2U的总体结构
• 4.4.3.2 A2U的对象结构
• 4.4.3.3 A2U的求精转化算法
• 4.5 本章小结
• 第五章 构件交互设计支持
• 5.1 构件交互机制
• 5.2 构件交互定义语言Dicide
• 5.3 交互设计支持
• 5.3.1 Dicide交互设计的缺陷
• 5.3.2 π演算
• 5.3.3 本体及其相关技术
• 5.3.4 使用π演算和交互描述交互
• 5.3.5 从π演算到FSP
• 5.3.5.1 FSP的LTS系统
• 5.3.5.2 FSP的LTS系统状态集合
• 5.3.5.3 FSP的LTS系统迁移集合
• 5.3.5.4 π演算的LTS系统
• 5.3.5.5 π演算的LTS系统状态集合
• 5.3.5.6 π演算的LTS系统迁移集合
• 5.3.5.7 从π演算向FSP转化
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢